Електромашини
Задача №1. Визначити параметри і характеристики трифазного силового трансформатора
Трифазний три стрижневий двох обмотковий трансформатор з масляним охолодженням має наступні номінальні данні: нормальна потужність Sном, первинна напруга U1н,вторинна напруга U2н, втрати холостого ходу P, втрати короткого замикання Uк, струм холостого ходу I0 ; частота мережі живлення f=50 Гц.
|
Sном | U1н | U2н | P | Pк | ВН/НН | Uк | I0 | |
63000 | 110 | 10.5 | 73000 | 245000 | Y/?-11 | 10.5 | 0.6 | |
|
По прийнятим даним трансформатора потрібно розрахувати:
1. Коефіцієнт трансформації трансформатора.
2. Номінальні струми і струми обмоток трансформатора.
3. Параметри заступної схеми трансформатора. Накреслити заступну схему трансформатора.
4. Номінальне і максимальне значення ККД трансформатора при активному (cos2=1,0) і активно-індуктивному (cos2=0,8) навантаженнях.
5. Побудувати криві залежності ККД трансформатора від коефіцієнта навантаження ? =f(?) при cos2=1,0 і cos2=0,8.
6. Побудувати зовнішні характеристики трансформатора, змінюючи струм I2 від нуля до 1,2I2 при cos2=1,0 і cos2=0,8.
7. Побудувати векторну діаграму трансформатора, навантаженого до номінальної потужності активно-індуктивним навантаженням (cos2=0,8).
8. Проаналізувати виконану задачу і зробити висновки.
До пункту 1. Номінальні фазні напруги обмоток визначаються в залежності від схеми з'єднання:
При з'єднанні обмоток трикутником(?) фазна напруга дорівнює лінійній,
U2ф=U2л=1.2
При з'єднанні обмоток зіркою (Y) фазна напруга:
U1ф=U1л/=6/=3.46
Слід зазначити, що при умовній позначці схеми з'єднання обмоток трансформатора над рисою прийнято позначати схему з'єднання обмотки вищої напруги і під рискою - нижчої напруги.
Коефіцієнт трансформації трансформатора:
K= =2.88
До пункту 2. Якщо знехтувати струмом холостого ходу і втратами в трансформаторі, споживана S1 і що віддається S2 трансформатором у номінальному режимі повні потужності дорівнюють номінальній потужності Sн , тобто S1= S2= Sн. Для трифазної мережі:
Sн= ? Ui ?Ii .
Тоді:
I1л= =144.3
I2н==
Фазні струми визначаються через лінійні струми для заданої схеми з'єднання обмоток. При з'єднанні зіркою Iф=Iл, а трикутником Iф=Iл/.
До пункту 3. Для трифазного трансформатора звичайно відображується заступна схема однієї фази. Повний опір короткого замикання трансформатора:
Zк==
Де: U1фк-напруга на первинній обмотці в досліді короткого замикання,
U1фк==
Активний опір короткого замикання трансформатора:
Rк==
Реактивний опір короткого замикання трансформатора:
Xк==42.12
Для визначення опорів R1 і R/2, X1 і X/2 Т-подібної заступної схеми необхідно загальний опір Rк= R1+R/2 і Xк= X1+ X/2 розподілити між їх складовими. Звичайно трансформатори проектуються так, щоб R1=R/2 і X1=X/2.
З урахуванням цього:
R1=R/2= =0.6 X1=X/2==21.06
Повний опір вітки намагнічування:
Zm==
Де: I0ф- струм холостого ходу первинної обмотки,
I0ф==0.83
Активний опір вітки намагнічування:
Rm==
Реактивний опір вітки намагнічування:
Xm==11840.8
До пункту 4.ККД трансформатора:
При =1
?= 1 - =1
де: ?=I2/I2н - коефіцієнт навантаження трансформатора.
ККД трансформатора має максимальне значення при:
?=0.43
При =0.8
?=0.99
При =1
|
? | 0 | 0.1 | 0.25 | 0.5 | 0.75 | 1 | 1.75 | |
? | 0 | 0.98 | 0.991 | 0.991 | 0.998 | 0.99 | 0.997 | |
|
при=0.8
|
? | 0 | 0.1 | 0.25 | 0.5 | 0.75 | 1 | 1.25 | |
? | 0 | 0.98 | 0.99 | 0.99 | 0.997 | 0.996 | 0.993 | |
|
До пункту 6. Зовнішня характеристика трансформатора U2=f(I2) дозволяє визначити, на скільки знижується напруга на виході трансформатора внаслідок спадання напруги ?U на його внутрішньому опорі:
U2=U2н-?U де
?U=
Де:?U(%)- відносна змінна напруги на затискачах вторинної обмотки навантаженого трансформатора,(%)
?U(%) = ??(Uka?+Ukp)
Uka=1%
Ukp=3%
При cos =1
sin
?1=0 ?2=1.2
?U(%)=0
?U(%)=1.2
?U=4.8
U2=395.8
При cos =0.8 sin.6
?1=0 ?2=1.2
?U(%)=0 ?U(%)=26.2
?U=0 ?U=104.8
U2= U2н =40 U2= 295.2 В
Будується максимальне значення магнитного потоку
Фм=Е1/4.44w1
